Черный свет - Blacklight

Люминесцентные лампы черного света. Фиолетовое свечение черного света - это не сам УФ-свет, а видимый свет, который не отфильтровывается фильтрующим материалом в стеклянной оболочке.
Коллекция минералов, флуоресцирующих в черном свете
Флуоресцентная краска для тела. Краски и украшения, флуоресцирующие в черном свете, используются в театре и некоторых видах искусства.

Blacklight , также упоминается как УФ-А света , лампы Вуда или ультрафиолетового света , является лампа , которая излучает длинноволновое ( УФ-А ) ультрафиолетового света и очень мало видимого света .

В лампах одного типа используется фиолетовый фильтрующий материал на колбе или в отдельном стеклянном фильтре в корпусе лампы, который блокирует большую часть видимого света и пропускает УФ-излучение, поэтому при работе лампа имеет тусклое фиолетовое свечение. Лампы Blacklight с этим фильтром имеют обозначение в индустрии освещения, которое включает буквы «BLB». Это расшифровывается как «черный свет синий».

Лампы второго типа излучают ультрафиолет, но не имеют фильтрующего материала, поэтому они излучают больше видимого света и при работе имеют синий цвет. Эти трубки предназначены для использования в ловушках для насекомых " bug zapper " и имеют промышленное обозначение "BL". Это расшифровывается как «черный свет».

Источниками черного света могут быть специально разработанные люминесцентные лампы , ртутные лампы , светоизлучающие диоды (СИД), лазеры или лампы накаливания ; хотя лампы накаливания почти не производят черного света (за исключением немного большего количества галогенных типов), и поэтому не считаются истинными источниками черного света. В медицине , криминалистике и некоторых других областях науки такой источник света называется лампой Вуда, названной в честь Роберта Уильямса Вуда , который изобрел оригинальные стеклянные УФ-фильтры Вуда .

Хотя многие другие типы ламп излучают ультрафиолетовый свет с видимым светом, черный свет необходим, когда требуется свет УФ-А без видимого света, особенно при наблюдении флуоресценции , цветного свечения, которое излучают многие вещества при воздействии ультрафиолета. Черный свет используется для декоративных и художественных световых эффектов, диагностических и терапевтических целей в медицине, обнаружения веществ, помеченных флуоресцентными красителями , поиска камней , обнаружения фальшивых денег , отверждения пластиковых смол, привлечения насекомых и обнаружения хладагента. утечки в холодильниках и системах кондиционирования воздуха . В соляриях используются сильные источники длинноволнового ультрафиолетового света .

УФ-A представляет потенциальную опасность при воздействии на глаза и кожу, особенно от источников высокой мощности. По данным Всемирной организации здравоохранения , УФ-А отвечает за первоначальный загар кожи и способствует старению кожи и появлению морщин. УФ-А также может способствовать прогрессированию рака кожи. Кроме того, УФ-А может оказывать негативное воздействие на глаза как в краткосрочной, так и в долгосрочной перспективе.

Типы

Флуоресцентный

Две люминесцентные лампы черного света, показывающие использование. Верхняя часть представляет собой 18-дюймовую 15-ваттную лампу F15T8 / BLB, используемую в стандартном съемном люминесцентном светильнике. Внизу находится 12-дюймовая 8-ваттная трубка F8T5 / BLB, используемая в портативном черном фонаре с батарейным питанием, который продается в качестве детектора мочи домашних животных.

Флуоресцентные лампы черного света обычно изготавливаются таким же образом, как и обычные люминесцентные лампы, за исключением того, что используется люминофор , излучающий УФ-А свет вместо видимого белого света. Тип, наиболее часто используемый для черного света, обозначаемый промышленностью как blacklight blue или «BLB», имеет темно-синее фильтрующее покрытие на трубке, которое отфильтровывает большую часть видимого света, так что можно наблюдать эффекты флуоресценции . Эти лампы при работе имеют тусклое фиолетовое свечение. Их не следует путать с трубками «blacklight» или «BL», которые не имеют фильтрующего покрытия и имеют более яркий синий цвет. Они предназначены для использования в ловушках для насекомых " bug zapper ", где излучение видимого света не влияет на работу продукта. Люминофор, обычно используемый для пика эмиссии от 368 до 371 нанометров, представляет собой фторборат стронция, легированный европием ( SrB
2
F
8
: Eu2+
) или борат стронция, легированный европием ( Sr
3
B
2
О
6
: Eu2+
), в то время как люминофор, используемый для получения пика около
350-353 нм, представляет собой силикат бария, легированный свинцом ( BaSi
2
О
5
: Pb+
). Пиковая длина световых лучей "синего света" составляет 365 нм.

Компактная люминесцентная (CF) лампа черного цвета

Производители используют разные системы нумерации для трубок черного света. Philips использует одну систему, которая устаревает (2010 г.), в то время как (немецкая) система Osram становится доминирующей за пределами Северной Америки. В следующей таблице перечислены трубки, генерирующие синий цвет, УФА и УФВ, в порядке убывания длины волны наиболее интенсивного пика. Приблизительный состав люминофора, номера типов основных производителей и некоторые варианты использования даны в качестве обзора имеющихся типов. Положение «пика» округлено до ближайших 10 нм. «Ширина» - это мера между точками на плечах пика, которые представляют 50% интенсивности.

Различные составы люминофора, используемые в черном свете

Смесь люминофора
Пик
( нм )
Ширина
( нм )

Суффикс Philips

Суффикс Osram
Тип США Типичное использование
- 450 50 - / 71 - гипербилирубинемия , полимеризация
SrP
2
О
7
: Eu
420 30 / 03 / 72 - фотохимическая полимеризация
SrB
4
О
7
: Eu
370 20 / 08 / 73 («BLB») криминалистика , лапидар , ночные клубы
SrB
4
О
7
: Eu
370 20 - / 78 ("К") привлечение насекомых, полимеризация, псориаз , солярии
BaSi
2
О
5
: Pb
350 40 / 09 / 79 «БЛ» аттракцион насекомых, солярии
BaSi
2
О
5
: Pb
350 40 / 08 - «BLB» дерматология , лапидар , криминалистика , ночные клубы
SrAl
11
О
18
: Ce
340 30 - - - фотохимия
MgSrAl
10
О
17
: Ce
310 40 - - - медицинские приложения, полимеризация
Спектр черной люминесцентной лампы. FWHM спектральная полоса пика 370 нм составляет около 20 нм. Крошечный вторичный пик (2) - это свет от линии паров ртути на длине волны 404 нм, просачивающийся через фильтр, что придает лампе пурпурное свечение.

Тубусы "Жук заппер"

Другой класс УФ-люминесцентных ламп разработан для использования в ловушках для летающих насекомых " bug zapper ". Насекомых привлекает ультрафиолетовый свет, который они могут видеть, а затем устройство поражает их электрическим током . В этих лампах используется та же смесь люминофора, излучающая УФ-А, что и в фильтрованном черном свете, но, поскольку им не нужно подавлять выход видимого света, они не используют фиолетовый фильтрующий материал в лампе. Простое стекло меньше блокирует видимый спектр излучения ртути, делая их невооруженным глазом светло-сине-фиолетовыми. Эти лампы обозначаются обозначением «blacklight» или «BL» в некоторых каталогах освещения в Северной Америке. Эти типы не подходят для применений, в которых требуется низкий выход видимого света ламповых ламп типа «BLB».

Лампа накаливания

100-ваттная лампа накаливания, черная лампа

Черный свет также можно получить, просто используя покрытие с УФ-фильтром, такое как стекло Вуда, на оболочке обычной лампы накаливания . Это был метод, который использовался для создания самых первых источников черного света. Хотя лампы накаливания черного цвета являются более дешевой альтернативой люминесцентным лампам, они исключительно неэффективны при производстве ультрафиолетового света, поскольку большая часть света, излучаемого нитью накала, является видимым светом, который необходимо блокировать. Из-за своего спектра черного тела лампа накаливания излучает менее 0,1% своей энергии в виде ультрафиолетового света. УФ-лампы накаливания из-за необходимого поглощения видимого света сильно нагреваются во время использования. Фактически, это тепло поощряется в таких лампах, поскольку более горячая нить накала увеличивает долю УФА в испускаемом излучении черного тела. Однако такая высокая рабочая температура резко сокращает срок службы лампы с типичных 1000 часов до примерно 100 часов.

Пары ртути

Черный свет на ртутных парах мощностью 160 ватт

Высокомощные лампы черного света на парах ртути производятся с номинальной мощностью от 100 до 1000 Вт. В них не используются люминофоры, а используется усиленная и слегка расширенная спектральная линия ртути 350–375 нм от разряда высокого давления при давлении от 5 до 10 стандартных атмосфер (от 500 до 1000 кПа), в зависимости от конкретного типа. В этих лампах используются оболочки из стекла Вуда или аналогичные покрытия для оптических фильтров, чтобы блокировать весь видимый свет, а также коротковолновые (UVC) линии ртути на 184,4 и 253,7 нм, которые вредны для глаз и кожи. Несколько других спектральных линий, попадающих в полосу пропускания стекла Вуда между 300 и 400 нм, вносят вклад в выходной сигнал. Эти лампы используются в основном для театральных целей и концертных мероприятий. Они являются более эффективными производителями УФА излучения на единицу потребляемой мощности, чем люминесцентные лампы.

ВЕЛ

УФ светодиод

Ультрафиолетовый свет может генерироваться некоторыми светодиодами , но длины волн короче 380 нм встречаются редко, а пики излучения широкие, поэтому излучаются только ультрафиолетовые фотоны с самой низкой энергией , в основном невидимого света.

Медицинские приложения

A Лампа Вуда является диагностическим инструментом , используемым в дерматологии , с помощью которого ультрафиолетовый свет светится (при длине волны около 365 нм) на коже пациента; Затем техник наблюдает за любой последующей флуоресценцией . Например, порфирины, связанные с некоторыми кожными заболеваниями, будут флуоресцировать розовым цветом. Хотя метод получения источника ультрафиолетового света был разработан Робертом Уильямсом Вудом в 1903 году с использованием « стекла Вуда », именно в 1925 году этот метод был использован в дерматологии Маргарот и Девезе для обнаружения грибковой инфекции волос. Он имеет множество применений, как для отличия флуоресцентных условий от других условий, так и для определения точных границ состояния.

Грибковые и бактериальные инфекции

Это также полезно при диагностике:

Отравление этиленгликолем

Флуоресцеин светится в ультрафиолетовом свете

Лампа Вуда может использоваться для быстрой оценки того, страдает ли человек от отравления этиленгликолем в результате проглатывания антифриза . Производители антифризов, содержащих этиленгликоль, обычно добавляют флюоресцеин , который вызывает флуоресценцию мочи пациента под лампой Вуда.

Другой

Лампа Вуда полезна при диагностике таких состояний, как туберозный склероз и эритразма (вызванная Corynebacterium minutissimum , см. Выше). Кроме того, поздняя кожная порфирия иногда может быть обнаружена, когда моча становится розовой при освещении лампой Вуда. Лампы Вуда также использовались, чтобы отличить гипопигментацию от депигментации, например, витилиго . Кожа пациента с витилиго будет казаться желто-зеленой или синей под лампой Вуда. Сообщалось о его использовании для выявления меланомы .

Смотрите также

Били светлый . Тип фототерапии, использующий синий свет в диапазоне 420–470 нм, используемый для лечения желтухи новорожденных .

Безопасность

Урановое стекло светится в УФ-свете.

Хотя черные огни излучают свет в УФ-диапазоне, их спектр в основном ограничен длинноволновой УФ-областью А, то есть УФ-излучением, ближайшим по длине волны к видимому свету, с низкой частотой и, следовательно, с относительно низкой энергией. Несмотря на низкую мощность, в диапазоне UVB все же присутствует некоторая мощность обычного черного света. УФ-А - самый безопасный из трех спектров УФ-излучения , хотя высокое воздействие УФ-А было связано с развитием рака кожи у людей. Относительно низкая энергия УФА света не вызывает солнечных ожогов . Однако УФ-А способен вызывать повреждение коллагеновых волокон, поэтому он может ускорить старение кожи и вызвать появление морщин . UVA может также разрушить витамин A в коже.

Было показано, что свет UVA вызывает повреждение ДНК , но не напрямую, как UVB и UVC. Из-за своей более длинной волны он меньше поглощается и проникает глубже в слои кожи , где производит реактивные химические промежуточные соединения, такие как гидроксильные и кислородные радикалы , которые, в свою очередь, могут повредить ДНК и привести к риску меланомы . Слабый свет черного света, однако, не считается достаточным, чтобы вызвать повреждение ДНК или клеточные мутации так, как это могут делать прямые летние солнечные лучи, хотя есть сообщения о том, что чрезмерное воздействие УФ-излучения, используемого для создания искусственного загара на шезлонгах, может вызвать Повреждение ДНК, фотостарение (повреждение кожи от длительного воздействия солнечного света), ужесточение кожи, подавление иммунной системы, образование катаракты и рак кожи.

УФ-А может иметь негативное воздействие на глаза как в краткосрочной, так и в долгосрочной перспективе.

Использует

Ультрафиолетовое излучение невидимо для человеческого глаза, но освещение определенных материалов УФ-излучением вызывает излучение видимого света, заставляя эти вещества светиться разными цветами. Это называется флуоресценцией и имеет множество практических применений. Черный свет необходим для наблюдения флуоресценции, поскольку другие типы ультрафиолетовых ламп излучают видимый свет, который заглушает тусклое флуоресцентное свечение.

Черный свет обычно используется для проверки подлинности картин маслом , антиквариата и банкнот . Чтобы отличить настоящую валюту от фальшивых банкнот, можно использовать черный свет, потому что во многих странах легальные банкноты имеют флюоресцентные символы, которые видны только при черном свете. Кроме того, бумага, используемая для печати денег, не содержит отбеливающих агентов, которые вызывают флуоресценцию коммерчески доступных бумаг в черном свете. Обе эти функции упрощают обнаружение незаконных банкнот и затрудняют успешную подделку. Те же функции безопасности могут быть применены к удостоверениям личности, таким как паспорта или водительские права .

Другие приложения для обеспечения безопасности включают использование ручек, содержащих флуоресцентные чернила, обычно с мягким наконечником, которые можно использовать для «невидимой» маркировки предметов. Если объекты, помеченные таким образом, впоследствии будут украдены, для поиска этих отметок безопасности можно использовать черный свет. В некоторых парках развлечений , ночных клубах и на других дневных (или ночных) мероприятиях флуоресцентная метка штампуется на запястье гостя, который затем может воспользоваться возможностью уйти и иметь возможность вернуться снова, не заплатив еще вступительный взнос.

В медицине лампа Вуда используется для проверки характерной флуоресценции некоторых дерматофитных грибов, таких как виды Microsporum, которые излучают желтое свечение, или Corynebacterium, которые имеют красный или оранжевый цвет при просмотре под лампой Вуда. Такой свет также используется для выявления наличия и степени нарушений, вызывающих потерю пигментации, таких как витилиго . Его также можно использовать для диагностики других грибковых инфекций, таких как стригущий лишай , Microsporum canis , tinea versicolor ; бактериальные инфекции, такие как эритразма ; другие кожные заболевания, включая угри , чесотку , алопецию , порфирию ; а также царапины на роговице , инородные тела в глазу и закупорка слезных протоков.

Флуоресцентные материалы также очень широко используются во многих приложениях в молекулярной биологии, часто в качестве «меток», которые связываются с интересующим веществом (например, ДНК), что позволяет их визуализировать. Черный свет также можно использовать, чтобы увидеть экскременты животных, такие как моча и рвота, которые не всегда видны невооруженным глазом.

Черный свет широко используется при неразрушающем контроле. Флуоресцентные жидкости наносятся на металлические конструкции и освещаются черным светом, что позволяет легко обнаруживать трещины и другие слабые места в материале. Он также используется для освещения картин, нарисованных флуоресцентными цветами, особенно на черном бархате , что усиливает иллюзию самосвечения. Использование таких материалов, часто в виде плиток, просматриваемых в сенсорной комнате в ультрафиолетовом свете, широко распространено в Соединенном Королевстве для обучения студентов с глубокими и множественными трудностями в обучении. Такая флуоресценция от некоторых текстильных волокон, особенно тех несущим оптического отбеливатель остатков, может быть также использована для рекреационного эффекта, как показано, например, в открытии титров Джеймс Бонд фильма Вид на убийство . Кукольный театр в черном свете также разыгрывается в театре черного света.

Одним из нововведений для ночных и всепогодных полетов, которые использовались США, Великобританией, Японией и Германией во время Второй мировой войны, было использование внутреннего ультрафиолетового освещения для освещения приборной панели, что дало более безопасную альтернативу окрашенным радием циферблатам приборов и указатели и интенсивность, которую можно было легко изменять без видимого освещения, которое могло бы выдать положение самолета. Это зашло так далеко, что включило в себя печать диаграмм, отмеченных УФ-флуоресцентными чернилами, а также предоставление УФ-видимых карандашей и слайдов, таких как E6B .

Тысячи собирателей мотыльков и насекомых во всем мире используют различные типы черного света, чтобы привлекать экземпляры мотыльков и насекомых для фотографирования и сбора. Это один из предпочтительных источников света для привлечения насекомых и бабочек в ночное время.

Его также можно использовать для проверки на ЛСД , который флуоресцирует в черном свете, в то время как обычные заменители, такие как 25I-NBOMe , нет.

Кроме того, если есть подозрение на утечку в холодильнике или системе кондиционирования воздуха, в систему можно ввести УФ-индикаторный краситель вместе со смесью смазочного масла компрессора и хладагента. Затем система запускается для циркуляции красителя по трубам и компонентам, а затем система исследуется с помощью лампы черного света. Любые признаки флуоресцентного красителя позволяют точно определить протекающую часть, которую необходимо заменить.

Смотрите также

Сноски

использованная литература

внешние ссылки